襯布生產(chǎn)染整廢水高效處理工藝研究

張海峰，劉剛剛

[科德寶寶翎襯布（南通）有限公司，江蘇 南通 226001]

1 概述

紡織印染廢水是各類纖維以及混紡織物在坯布前處理、染色水洗乃至印花洗滌等加工過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水。特點(diǎn)是水量大，各工序排水波動(dòng)大，因此，對(duì)污水處理系統(tǒng)的沖擊也大，業(yè)內(nèi)理論上加工1 t織物平均需要耗水80~150 t，其中，只有10%~20%會(huì)蒸發(fā)或被再利用，余下的都作為廢水處理[1]。由于染整工藝的特殊性，需使用大量紡織漿料、漂白助劑、染料及印花黏合劑等，廢水中的有機(jī)污染物含量很高。漂白、活性染色及堿減量等工藝排出的廢水堿性非常高，且污染物組分復(fù)雜，各種助劑染料殘余大，色度、水量、水質(zhì)波動(dòng)很大，屬于生化性低的廢水，在當(dāng)前的工業(yè)廢水中屬于比較難處理的一類。污水中主要有棉類和化纖織物上的雜質(zhì)、油劑、鹽類及紡織染整過程中添加的染料、助劑等。

科德寶寶翎襯布（南通）有限公司的襯布產(chǎn)品以棉、滌棉和化纖織物為主，襯衫類襯布織物以棉和滌棉為主，外衣襯的基布以滌綸、尼龍等化纖為主，產(chǎn)品的生產(chǎn)廢水特點(diǎn)和傳統(tǒng)印染廢水基本相同，即色度高、堿性較高、生化性低等，比較難處理。綜合來看，生產(chǎn)日平均產(chǎn)廢水量在1 000~2 000 t，生產(chǎn)廢水原水pH在6~9，水溫在23~35 ℃波動(dòng)，廢水原水化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）在1 200~2 000 mg/L波動(dòng)，色度在60~100。

由于傳統(tǒng)廢水處理體系的效率低，考慮到產(chǎn)業(yè)未來污水排放的提標(biāo)要求，科德寶從2014年6月開始對(duì)原有污水系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，以久保田膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor，MBR）為核心處理單元，對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行污水處理工藝創(chuàng)新試驗(yàn)改造，在2015—2019年不斷提高M(jìn)BR純生化污水處理技術(shù)在污水處理系統(tǒng)中所占的比例，逐漸摸索出一套針對(duì)襯布生產(chǎn)染整廢水處理特性非常有效的全新污水處理工藝，直至2020年9月新廠搬遷結(jié)束，建成了以24組純生化MBR膜污水處理單元為主的污水處理體系[2]，并正常穩(wěn)定地運(yùn)行，處理過的生產(chǎn)廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。在技術(shù)提標(biāo)改造過程中，嘗試了很多新技術(shù)、新工藝，并獲得了很多寶貴的污水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行工藝參數(shù)，最終形成了一套適合襯布工業(yè)污水處理的低成本、高效率工藝。

2 染整污水處理工藝選擇

2.1 基于印染廢水特點(diǎn)的污水處理工藝

（1）車間排放廢水→粗格柵→細(xì)格柵→調(diào)節(jié)池→中和池→前道物化→厭氧→好氧→二沉池→后物化→合規(guī)排放。這種傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)是處理流程較長，所需設(shè)備復(fù)雜，污水池建筑占地面積大，藥劑使用量大，固廢產(chǎn)生量大，且環(huán)節(jié)較多，導(dǎo)致人工成本高。

（2）車間排放廢水→粗格柵→細(xì)格柵→調(diào)節(jié)池→中和池→物化（電絮凝、磁絮凝）→氣浮機(jī)→合規(guī)排放。這種傳統(tǒng)工藝雖然流程較短，但曝氣等工序耗電量巨大，化學(xué)藥劑成本和固廢處理成本也居高不下。

2.2 科德寶襯布生產(chǎn)染整廢水處理工藝選擇和優(yōu)化過程

通常情況下，印染廢水處理工藝以“物化處理+厭氧+好氧+物化處理”為主線，屬于生物處理階段“厭氧+好氧”工序的主要有水解酸化、MBBR、CBR、CAS、氧化溝等處理技術(shù)[3]。常規(guī)工藝處理下的出水COD集中在150~350 mg/L波動(dòng)。如果想達(dá)到更好的污水處理效果，就要用到更高級(jí)別的生物化學(xué)處理技術(shù)或者提升現(xiàn)有的生化處理能力。目前，主要運(yùn)用高級(jí)氧化法和精密過濾等技術(shù)。其中，高級(jí)氧化法的缺點(diǎn)是能耗高，處理設(shè)備復(fù)雜、維護(hù)困難，固廢產(chǎn)生量較大且風(fēng)險(xiǎn)較大[4-5]。單純利用精密過濾技術(shù)的不足之處是核心單元膜組件的使用壽命偏短，所需能耗高，產(chǎn)生的濃水難以處理。后來嘗試通過提高純生物化學(xué)處理效果來達(dá)到低耗、高效的目標(biāo)[6]?？晒┻x擇參考的技術(shù)主要有膜工藝、高濃度活性污泥工藝、濕式氧化等。目前，單純的高濃度活性污泥污水處理工藝無法得到廣泛的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，而濕式氧化技術(shù)多年的應(yīng)用實(shí)踐證明其效果難以穩(wěn)定持續(xù)地達(dá)到現(xiàn)有的污水排放要求，最終科德寶選擇MBR工藝作為生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)提標(biāo)改進(jìn)的主要技改方案。

在實(shí)際應(yīng)用中，MBR工藝在處理染整廢水時(shí)不可避免地存在膜堵塞快、快速清洗難的問題。科德寶基于對(duì)平板式MBR膜的實(shí)際應(yīng)用，研究了“厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，AAO）→MBR→斜板沉淀池→反滲透（Reverse Osmosis，RO）工藝”是否能在印染廢水處理中長期穩(wěn)定運(yùn)行，以便驗(yàn)證該工藝的可行性和特性。

由于現(xiàn)場(chǎng)空間有限，又不能全部停產(chǎn)進(jìn)行改造，需分階段改造，科德寶搬遷后全部改為AAO→MBR→沉淀池→RO工藝。

科德寶2014—2020年污水處理系統(tǒng)技術(shù)改造重要節(jié)點(diǎn)：（1）2014年10月，在原有處理系統(tǒng)處理能力400 t/天的基礎(chǔ)上，增加了SBR 300 t/天、MBR 300 t/天，合計(jì)處理能力為1 000 t/天。（2）2015年6月，在處理系統(tǒng)處理能力1 000 t/天的基礎(chǔ)上，新增了MBR 300 t/天，合計(jì)處理能力為1 300 t/天。（3）2016年11月，廢棄了原處理系統(tǒng)，全部轉(zhuǎn)向MBR處理系統(tǒng)（2 100 t/天），合計(jì)污水處理能力為2 100 t/天。（4）搬遷新廠，全系統(tǒng)采用純生化MBR膜處理系統(tǒng)，日處理能力提高到4 000 t/天。

污水處理系統(tǒng)改造前的工藝流程如圖1所示。

圖1 污水處理系統(tǒng)改造前工藝流程

污水處理系統(tǒng)改造定型后的工藝流程如圖2所示。

圖2 污水處理系統(tǒng)改造定型后工藝流程

3 效果成本分析

目前，工藝設(shè)計(jì)日處理能力為4 000 t/天，特點(diǎn)是不再需要生化前和生化后的物化環(huán)節(jié)，可以避免純物化高能耗的問題。各個(gè)構(gòu)筑物的高程布局由高到低，污水只需一次經(jīng)原水泵提升至厭氧池即可，后續(xù)完全靠液位差自流。控制系統(tǒng)采用全自動(dòng)化控制，可遠(yuǎn)程控制，夜間不需要人值守。整個(gè)廢水處理中心日常運(yùn)維只需1~2人。此工藝穩(wěn)定運(yùn)行近7年，處理后的水質(zhì)遠(yuǎn)低于國家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)能將中水回用量提高到30%以上。

科德寶廢水處理工藝與常規(guī)廢水處理工藝的運(yùn)行成本和運(yùn)行效果如表1、表2所示。

表1 科德寶廢水處理工藝與常規(guī)廢水處理工藝運(yùn)行成本比較

表2 科德寶廢水處理工藝與常規(guī)廢水工藝運(yùn)行效果比較

4 結(jié)語

科德寶廢水處理工藝長時(shí)間運(yùn)行證明有以下7項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：（1）整個(gè)廢水處理中心的占地面積是常規(guī)同等處理規(guī)模用地的30%，可節(jié)約至少70%的占地用于建廠生產(chǎn)；（2）采用純生化處理工藝，大量減少物化環(huán)節(jié)的固廢，同時(shí)污染物通過微生物的代謝被降解，是真正意義上的污染物無害化處理；（3）采用MBR設(shè)備，好氧處理效率是普通活性污泥法的3~4倍，同時(shí)剩余污泥量大幅減少，全年污泥池處置量不超過200 t，藥劑使用量不超過20 t；（4）“MBR+RO”組合工藝大幅度提高了中水回用率，MBR的產(chǎn)水也滿足部分生產(chǎn)工藝用水要求；（5）設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，MBR膜可實(shí)現(xiàn)在線清洗；（6）綜合處理成本是同等處理規(guī)模的30%；（7）處理效果非常穩(wěn)定，低于排放標(biāo)準(zhǔn)的1/2。

綜合上述優(yōu)點(diǎn)，科德寶的襯布生產(chǎn)染整廢水處理工藝給整個(gè)襯布行業(yè)的廢水治理提供了一條節(jié)能高效的新方案，值得在印染行業(yè)內(nèi)推廣，提高全行業(yè)的處理水平，并造福于人們的生活環(huán)境。